一، خواص نوری مواد کریستال مایع STN: اساس فیزیکی نمایش چند رنگ-
کریستال مایع STN (Super Twisted Nematic) با افزایش زاویه پیچش مولکولی از 90 درجه از نوع TN به 180 درجه -270 درجه، شیب منحنی اثر نوری الکترو{0} را به طور قابل توجهی افزایش می دهد. این تغییر ساختاری ویژگی های کلیدی زیر را به آن می بخشد:
اثر انکسار دوگانه: نور فرودی به نور معمولی (o-نور) و نور خارقالعاده (e-نور) تجزیه میشود و دو پرتو نور یک اختلاف مسیر نوری در لایه کریستال مایع ایجاد میکنند. هنگام عبور از آنالایزر، تداخل رخ می دهد و رنگ خاصی را تشکیل می دهد.
کنترل زاویه قبل از شیب: مولکول ها باید زاویه شیب 3-8 درجه را در رابط لایه جهت گیری حفظ کنند تا رنگ تداخل پایدار در حالت بدون ولتاژ تضمین شود.
یکنواختی ضخامت جعبه: انحراف ضخامت جعبه باید در 0.05 میکرومتر کنترل شود تا از ضخامت ناهموار و ایجاد رنگ پس زمینه خالدار جلوگیری شود.
این ویژگیها باعث میشود که کریستالهای مایع STN زمانی که هیچ ولتاژی اعمال نمیشود، پسزمینه خاکستری سبز یا آبی را نشان دهند، که مبنای فیزیکی برای نمایش چند رنگ- فراهم میکند. با این حال، باید توجه داشت که رنگ ذاتی کریستالهای مایع STN خالص، محدوده بیان رنگ را محدود میکند و جبران آن باید از طریق روشهای فنی انجام شود.
2، مسیر پیادهسازی نمایشگر چند رنگ: تکامل فناوری از رنگ شبه به رنگ کامل
1. نمایش کد بخش اصلی: تک رنگ و دو رنگ-
LCDهای کد قطعه STN سنتی از فناوری چاپ روی صفحه برای چاپ لایههای سیاه، قرمز و دیگر جوهر روی لایههای شیشهای یا فیلمهای پلاریزه استفاده میکنند و به نمایش چند{0}رنگی اولیه دست مییابند. به عنوان مثال:
صفحه نمایش مثبت: پس زمینه سیاه + فونت سفید / زرد (فیلم سبز زرد TN/STN)
صفحه نمایش منفی: پس زمینه سفید + فونت سیاه (که از طریق نور بازتاب شده به دست می آید)
ترکیب دو رنگ: جوهر قرمز مقادیر ضربان قلب را چاپ می کند، سیاه و سفید سایر کاراکترها را چاپ می کند
انواع رنگ این طرح با انتخاب جوهر محدود می شود، معمولاً فقط از 2 تا 5 رنگ پشتیبانی می کند، و در صورت روشن نشدن، نقص های قابل مشاهده در جوهر وجود دارد.
2. فناوری نمایش رنگی شبه: پیشرفتی در تعیین کمیت مقیاس خاکستری و رنگ
با بهبود مدار محرک و مواد کریستال مایع، LCD کد قطعه STN میتواند به طرحهای رنگی شبه زیر دست یابد:
نمایشگر 4 سطح خاکستری: با تنظیم عرض پالس ولتاژ و کنترل زاویه انحراف مولکول های کریستال مایع، می توان به تغییرات روشنایی و تاریکی دست یافت. به عنوان مثال، در مانیتورهای پزشکی، مقادیر مختلف خاکستری برای نشان دادن محدوده مقادیر ضربان قلب استفاده می شود.
16 level grayscale display: using frame rate control (FRC) technology, enhancing the sense of hierarchy through grayscale mixing on the timeline. However, due to the response speed of STN (usually>100 میلیثانیه)، تصاویر پویا با سرعت بالا-ممکن است شبحسازی شوند.
نمایشگر 256 رنگ/4096 رنگ: در کنترلکنندههای جاسازیشده مانند S3C2440A، دادههای 8 بیت/پیکسل (R3G3B2) یا 12 بیت/پیکسل (R4G4B4) از طریق الگوریتم لرزش (Dithering) و جدول جستجوی رنگ (Dithering) و جدول جستجوی رنگ به نمایشگر چند رنگ نگاشت میشوند. اما اشباع رنگ واقعی نسبتا کم است و به دسته رنگ های کاذب تعلق دارد.
3. راه حل نمایش تمام رنگی: پیشرفت در فناوری CSTN
Color STN (CSTN) هر پیکسل را با قرار دادن فیلترهای رنگی RGB به سه پیکسل فرعی قرمز، سبز و آبی تقسیم میکند و قابلیت کنترل مقیاس خاکستری STN را برای دستیابی به نمایشگر رنگی 65536 ترکیب میکند. نکات کلیدی فنی عبارتند از:
چیدمان ساب پیکسل: اتخاذ یک آرایش نواری یا زیگزاگ برای بهینه سازی جلوه های ترکیب رنگ.
افزایش کانال درایو: با استفاده از درایو ماتریس فعال (AM-STN)، اثر متقاطع ماتریس غیرفعال غلبه میکند و از وضوح بالاتر (مانند 640 × 400) پشتیبانی میکند.
کاربرد فیلم جبرانی: فناوری FSTN (Film+STN) رنگ پسزمینه ذاتی STN را با افزودن فیلم جبرانی حذف میکند، کنتراست سیاه و سفید را بهبود میبخشد و پسزمینه خالصتری برای نمایش رنگی فراهم میکند.
3، تنگناها و راه حل های فنی: هزینه نمایش چند رنگ-
1. محدودیت سرعت پاسخ
افزایش زاویه پیچ کریستال مایع STN منجر به طولانی شدن زمان پاسخ (مقدار معمولی 200-300 میلی ثانیه) می شود که ممکن است باعث ایجاد شبح در نمایش تصویر پویا شود. راه حل شامل:
مواد کریستال مایع واکنش سریع: فرمولهای کریستال مایع را با انکسار مضاعف بالا و ویسکوزیته کم ایجاد کنید و زمان پاسخ را تا 50 میلیثانیه کاهش دهید.
تکنولوژی Overdrive: با اعمال یک ولتاژ پیش شیب، فرآیند انحراف مولکولی را تسریع می کند.
2. وابستگی چشم انداز
محدوده زاویه دید STN (معمولاً 40 ± درجه ) از TFT{1}}ال سی دی (± 70 درجه ) کوچکتر است و ممکن است تغییر رنگ هنگام مشاهده مایل رخ دهد. جهت بهبود:
فناوری تراز عمودی چند دامنه (MVA): با تهیه ریزساختارها در لایه جهت می توان به نمایش دامنه چند نما دست یافت.
فیلم جبران نوری: اضافه کردن یک فیلم جبران کننده اختلاف فاز برای گسترش دامنه زاویه دید.
3. تضاد بین هزینه و بازده
خط تولید STN به کنترل دقیق پارامترهایی مانند ضخامت جعبه و زاویه قبل از شیب نیاز دارد که در نتیجه عملکرد کمتری نسبت به نوع TN دارد. ماژول CSTN کامل-رنگی به انباشته شدن فیلترهای رنگی و فیلم های جبرانی نیاز دارد، که منجر به افزایش 30٪ -50٪ هزینه در مقایسه با STN تک رنگ می شود. استراتژی واکنش صنعت:
طراحی ماژولار: یکپارچه سازی آی سی راننده، واحد نور پس زمینه و پنل LCD برای کاهش هزینه های سیستم.
بهینه سازی فرآیند: اتخاذ فناوری چاپ جوهر افشان برای جایگزینی فرآیند فتولیتوگرافی سنتی و بهبود کارایی تولید فیلتر رنگی.
4، سناریوی کاربردی معمولی: تحقق ارزش نمایش چند رنگ-
ابزارآلات صنعتی: در پنل عملکرد ماشین ابزار CNC اطلاعات آلارم با رنگ قرمز، وضعیت عملکرد عادی با رنگ سبز و وضعیت آماده به کار با رنگ زرد نمایش داده می شود.
تجهیزات پزشکی: در تجهیزات تشخیص اولتراسوند، B{0}}تصاویر اولتراسوند در 16 سطح خاکستری، با حاشیههای آبی که ناحیه عمل را برجسته میکنند، نمایش داده میشوند.
کنترل لوازم خانگی: در پنل هوشمند یخچال، از رنگ های مختلف برای تمایز بین حالت های خنک کننده، نگهداری و انجماد سریع استفاده می شود.
پانل ابزار خودرو: در تبدیل دیجیتال ابزارهای مکانیکی سنتی، از LCD کد رنگی به جای چراغ های نشانگر LED برای دستیابی به اعلان های وضعیت غنی تر استفاده می شود.
